JPH052465B2 - - Google Patents

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JPH052465B2
JPH052465B2 JP12584687A JP12584687A JPH052465B2 JP H052465 B2 JPH052465 B2 JP H052465B2 JP 12584687 A JP12584687 A JP 12584687A JP 12584687 A JP12584687 A JP 12584687A JP H052465 B2 JPH052465 B2 JP H052465B2
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JP
Japan
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amorphous carbon
iron
diamond
sintering
powder
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明のダイアモンド砥石は、硬質金属材の研
摩作業・研削作業・切断作業の分野において利用
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Use] The diamond grindstone of the present invention is used in the fields of polishing, grinding, and cutting hard metal materials.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来製造されているダイアモンド砥石には、レ
ジンボンドダイアモンド砥石・メタルボンドダイ
アモンド砥石・ビトリフアイドボンドダイアモン
ド砥石がある。これらのダイアモンド砥石のうち
で本発明のダイアモンド砥石に関連するダイアモ
ンド砥石はメタルボンドダイアモンド砥石であつ
て、砥粒であるダイアモンド粉末を結合するメタ
ルボンド材として青銅系・コバルト系・ニツケル
系・鉄系を使用して製造したダイアモンド砥石で
ある。斯様なメタルを使用して現在製造されてい
るダイアモンド砥石では、ダイアモンド砥粒の把
持力および砥石部の破壊靭性および作業中に発生
する熱に対する耐熱強度等の性能に関して、個々
のダイアモンド砥石において夫々の性能が片寄つ
ていてバランスがとれていない現状である。即
ち、1つの性能はすぐれていても他の必要な性能
において劣つている。
Conventionally manufactured diamond whetstones include resin bonded diamond whetstones, metal bonded diamond whetstones, and vitrified bonded diamond whetstones. Among these diamond whetstones, the diamond whetstone related to the diamond whetstone of the present invention is a metal bond diamond whetstone, and the metal bond material that binds the diamond powder that is the abrasive grains is bronze-based, cobalt-based, nickel-based, or iron-based. This is a diamond whetstone manufactured using. In the diamond whetstones currently manufactured using such metals, each diamond whetstone has its own performance characteristics such as the gripping force of the diamond abrasive grains, the fracture toughness of the whetstone part, and the heat resistance strength against the heat generated during operation. The current situation is that the performance is uneven and unbalanced. That is, even if one performance is excellent, other necessary performances are inferior.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

現在製造されているメタルボンドダイアモンド
砥石において、Aメタルボンドダイアモンド砥石
においては個々のダイアモンド砥粒に対する把持
力ではすぐれているが研削作業中に砥石部の耐熱
強度の弱さのため重研削作業に耐え得ないことと
なり、また、Bメタルボンドダイアモンド砥石に
おいては砥石部の破壊靭性は強力であつてもメタ
ルボンド材のダイアモンド砥粒に対する接着力の
弱さのため切断作業中にダイアモンド砥粒の脱落
が多く、また、Cメタルボンドダイアモンド砥石
では耐熱性は強いが重研削作業を行う場合に砥石
部が破壊することがある。斯様に個々のメタルボ
ンドダイアモンド砥石が備えている数種の性能が
アンバランスになつているためメタルボンドダイ
アモンド砥石がダイアモンド砥石としての働きを
充分に発揮することができない場合がある。斯様
な状況におかれている現在においてメタルボンド
ダイアモンド砥石として備えねばならない各種の
性能をバランス良く備えることのできるメタルボ
ンド材を使用したメタルボンドダイアモンド砥石
を開発することが本発明が解決しようとする問題
点である。
Among the currently manufactured metal bond diamond grinding wheels, the A metal bond diamond grinding wheel has excellent gripping power for individual diamond abrasive grains, but it can withstand heavy grinding work due to the weak heat resistance strength of the grinding wheel part during grinding work. In addition, even though the fracture toughness of the grinding wheel part of the B metal bond diamond grindstone is strong, the diamond abrasive grains may fall off during cutting due to the weak adhesive force of the metal bond material to the diamond abrasive grains. In addition, although C metal bond diamond grindstones have strong heat resistance, the grindstone portion may break when heavy grinding work is performed. In this way, the several types of performance that each individual metal bond diamond grinding wheel has are unbalanced, so the metal bond diamond grinding wheel may not be able to fully demonstrate its function as a diamond grinding wheel. It is an object of the present invention to develop a metal bonded diamond grinding wheel using a metal bond material that can provide a good balance of various performances that a metal bonded diamond grinding wheel must have in such a situation. This is a problem.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明はメタルボンドダイアモンド砥石として
備えねばならない各種の性能を相互に補強し合う
バランスの良い性能を備えたメタルボンドダイア
モンド砥石を製造する方法として、上記の問題点
を解決するため本発明においては、個々のダイア
モンド砥粒を結合し把持する力の高いメタルボン
ド材として鉄粉末にアモルフアスカーボン粉末を
添加し混合した鉄アモルフアスカーボン混合粉末
を使用することにより問題点を解決しようとする
ものである。
The present invention is a method for manufacturing a metal bond diamond grindstone that has well-balanced performance that mutually reinforces the various performances that a metal bond diamond grindstone must have.In order to solve the above problems, the present invention includes: This is an attempt to solve the problem by using an iron amorphous carbon mixed powder, which is made by adding amorphous carbon powder to iron powder and mixing it, as a metal bonding material with high strength to bind and grip individual diamond abrasive grains. .

〔作用〕[Effect]

問題点を解決しようとする本発明のダイアモン
ド砥石およびその製造法における作用について説
明する。問題点を解決する手段としては前項にて
説明したようにダイアモンド粉末における個々の
ダイアモンド砥粒を結合するメタルボンド材とし
て鉄粉末にアモルフアスカーボン粉末を添加し混
合した鉄アモルフアスカーボン混合粉末を使用す
るものであつて、鉄アモルフアスカーボン混合粉
末において鉄粉末に添加し混合するアモルフアス
カーボン粉末は反応しやすい活性を有する性能を
備えたカーボン粉末であるから、800℃以上の温
度のもとで鉄粉末と容易に焼結する。従つて、ア
モルフアスカーボン粉末と鉄粉末とを混合した鉄
アモルフアスカーボン混合粉末は800℃以上の温
度のもとで鉄アモルフアスカーボン混合粉末が焼
結作用を行つて、鉄アモルフアスカーボン焼結組
織を生成する。従つて、メタルボンド材として使
用する鉄アモルフアスカーボン混合粉末を鉄粉末
が96.5重量%乃至94.5重量%とアモルフアスカー
ボン粉末が3.5重量%乃至5.5重量%と、の割合範
囲内の混合割合を成した鉄アモルフアスカーボン
混合粉末においても800℃乃至1000℃の範囲内の
温度のもとで鉄アモルフアスカーボン焼結組織を
生成する。斯様な混合割合を成した鉄アモルフア
スカーボン混合粉末を800℃乃至1000℃の温度の
もとで焼結して生成した発生期状態の鉄アモルフ
アスカーボン焼結組織はダイアモンド粉末に対し
ても反応しやすい活性状態にあるから、其の発生
期状態にある鉄アモルフアスカーボン焼結組織は
個々のダイアモンド粉末であるダイアモンド砥粒
に対しても強い焼結状態を生成する。斯様に鉄ア
モルフアスカーボン混合粉末より生成した鉄アモ
ルフアスカーボン焼結組織は機械的強度も高い焼
結組織を形成している構成組織である。斯様に機
械的強度の高い鉄アモルフアスカーボン焼結組織
が個々のダイアモンド砥粒に焼結して形成したダ
イアモンド鉄アモルフアスカーボン焼結組織体は
機械的強度の高い焼結組織体であると共にダイア
モンド砥粒に対する把持力も強く、更に耐熱性も
高い焼結組織体である。
The operation of the diamond grinding wheel of the present invention and its manufacturing method to solve the problems will be explained. As a means to solve this problem, as explained in the previous section, we use an iron amorphous carbon mixed powder, which is made by adding amorphous carbon powder to iron powder and mixing it, as a metal bonding material that binds the individual diamond abrasive grains in the diamond powder. The amorphous amorphous carbon powder that is added and mixed with the iron powder in the iron amorphous carbon mixed powder is a carbon powder that has the ability to easily react and is active, so it cannot be used at temperatures of 800℃ or higher. Easily sintered with iron powder. Therefore, iron amorphous carbon mixed powder, which is a mixture of amorphous carbon powder and iron powder, is produced by sintering the iron amorphous carbon mixed powder at a temperature of 800°C or higher. Generate tissue. Therefore, the iron amorphous carbon mixed powder used as the metal bond material should be mixed in a proportion range of 96.5% to 94.5% by weight of iron powder and 3.5% to 5.5% by weight of amorphous carbon powder. Even in the iron amorphous carbon mixed powder, an iron amorphous carbon sintered structure is formed at a temperature within the range of 800°C to 1000°C. The nascent iron amorphous carbon sintered structure produced by sintering the iron amorphous carbon mixed powder with such a mixing ratio at a temperature of 800°C to 1000°C is also comparable to diamond powder. Since it is in a reactive active state, the iron amorphous carbon sintered structure in its nascent state generates a strong sintered state even for individual diamond powder, ie, diamond abrasive grains. The iron amorphous carbon sintered structure thus produced from the iron amorphous carbon mixed powder is a constituent structure forming a sintered structure with high mechanical strength. In this way, the diamond iron amorphous carbon sintered structure formed by sintering the iron amorphous carbon sintered structure with high mechanical strength into individual diamond abrasive grains is a sintered structure with high mechanical strength. It is a sintered structure that has a strong grip on diamond abrasive grains and also has high heat resistance.

以上に説明したように、本発明の製造方法によ
つて製造したダイアモンド砥石は、個々のダイア
モンド砥粒に対する強い把持力と高い耐熱性と強
い破壊靭性とを備えたダイアモンド砥石である。
As explained above, the diamond whetstone manufactured by the manufacturing method of the present invention is a diamond whetstone that has a strong gripping force for individual diamond abrasive grains, high heat resistance, and strong fracture toughness.

実施例 1 ダイアモンド粉末を22容量%と、鉄粉末が96重
量%とアモルフアスカーボン粉末が4重量%との
割合にて混合した鉄アモルフアスカーボン混合粉
末を78容量%と、の割合にて混合したダイアモン
ド鉄アモルフアスカーボン混合粉末を焼結用原料
とした。其の焼結用原料に混合使用したアモルフ
アスカーボン粉末はフエノール樹脂を加熱分解し
て生成したアモルフアスカーボン粉末を使用し
た。斯様に配合した焼結用原料を砥石成形用型内
に充填して300Kg/cm2の焼結圧力を加えると共に
900℃の焼結温度のもとに加熱し、其の900℃の温
度における加熱を30分間持続した。次いで、焼結
圧力は保持したままで加熱のみを停止し、更に、
成形用型を外部より冷却して其の型内の温度が
300℃にまで降温した後に保持していた焼結用圧
力を常圧にもどして、焼結を終了し、粗製砥石を
取り出した。得られた粗製砥石における砥石部に
おいては、鉄粉末とアモルフアスカーボン粉末と
の混合粉末が鉄アモルフアスカーボン複合焼結組
織を形成していて其の鉄アモルフアスカーボン複
合焼結組織が個々のダイアモンド砥粒に焼結して
鉄アモルフアスカーボン複合焼結組織を形成して
いて、其の鉄アモルフアスカーボン複合組織が
個々のダイアモンド砥粒に焼結してダイアモンド
鉄アモルフアスカーボン複合焼結体を構成し、其
のダイアモンド鉄アモルフアスカーボン複合焼結
体が砥石基体である鉄基体にも焼結した粗製ダイ
アモンド砥石であつた。次いで、其の粗製ダイア
モンド砥石を所要の形状と精度とに仕上げ加工を
施してダイアモンド砥石を完成した。
Example 1 22% by volume of diamond powder, 78% by volume of iron amorphous carbon mixed powder, which is a mixture of 96% by weight of iron powder and 4% by weight of amorphous carbon powder. The diamond iron amorphous carbon mixed powder was used as a raw material for sintering. The amorphous carbon powder mixed and used as the raw material for sintering was an amorphous carbon powder produced by thermally decomposing a phenolic resin. Fill the sintering raw materials blended in this way into a grindstone forming mold, apply a sintering pressure of 300 kg/cm 2 , and
It was heated to a sintering temperature of 900°C and the heating at 900°C was continued for 30 minutes. Next, only the heating was stopped while maintaining the sintering pressure, and further,
The mold is cooled from the outside to reduce the temperature inside the mold.
After the temperature was lowered to 300°C, the sintering pressure that had been maintained was returned to normal pressure, sintering was completed, and the crude grindstone was taken out. In the grinding wheel portion of the obtained crude grindstone, the mixed powder of iron powder and amorphous carbon powder forms an iron amorphous carbon composite sintered structure, and the iron amorphous carbon composite sintered structure forms individual diamonds. The iron amorphous carbon composite structure is sintered into abrasive grains to form an iron amorphous carbon composite sintered structure, and the iron amorphous carbon composite structure is sintered into individual diamond abrasive grains to form a diamond iron amorphous carbon composite sintered body. It was a crude diamond grindstone in which the diamond-iron amorphous carbon composite sintered body was also sintered to an iron base, which was the grindstone base. Next, the rough diamond whetstone was finished to the desired shape and accuracy to complete the diamond whetstone.

実施例 2 ダイアモンド粉末を25容量%と、鉄粉末が95.5
重量%とアモルフアスカーボン粉末が4.5重量%
との割合にて混合した鉄アモルフアスカーボン混
合粉末を75容量%と、の割合にて混合したダイア
モンド鉄アモルフアスカーボン混合粉末を焼結用
原料とした。其の焼結用原料に混合使用したアモ
ルフアスカーボン粉末はフエノール樹脂を加熱分
解して生成したアモルフアスカーボン粉末を使用
した。斯様に配合した焼結用原料を用いて行う焼
結作業は実施例1の場合と同じ態様にて行つた。
焼結作業を終えて得られた粗製砥石における砥石
部においては鉄粉末とアモルフアスカーボン粉末
との混合した鉄アモルフアスカーボン混合粉末が
鉄アモルフアスカーボン複合焼結組織を形成して
いて、其の鉄アモルフアスカーボン複合焼結組織
が個々のダイアモンド砥粒に焼結してダイアモン
ド鉄アモルフアスカーボン複合焼結体を構成し、
其のダイアモンド鉄アモルフアスカーボン複合焼
結体が砥石基体である鉄基体にも焼結した粗製ダ
イアモンド砥石であつた。次いで、其の粗製ダイ
アモンド砥石を所要の形状と精度とに仕上げ加工
を施してダイアモンド砥石を完成した。
Example 2 25% by volume of diamond powder and 95.5% of iron powder
wt% and amorphous ascarbon powder 4.5wt%
The raw material for sintering was a diamond iron amorphous carbon mixed powder mixed with 75% by volume of an iron amorphous carbon mixed powder mixed in a ratio of . The amorphous carbon powder mixed and used as the raw material for sintering was an amorphous carbon powder produced by thermally decomposing a phenolic resin. The sintering operation using the sintering raw materials blended in this manner was carried out in the same manner as in Example 1.
In the grinding wheel part of the crude grindstone obtained after the sintering process, the iron amorphous carbon mixed powder, which is a mixture of iron powder and amorphous carbon powder, forms an iron amorphous carbon composite sintered structure. The iron amorphous carbon composite sintered structure is sintered into individual diamond abrasive grains to form a diamond iron amorphous carbon composite sintered body,
It was a crude diamond grindstone in which the diamond-iron amorphous carbon composite sintered body was also sintered on an iron base, which was the grindstone base. Next, the rough diamond whetstone was finished to the desired shape and accuracy to complete the diamond whetstone.

実施例 3 ダイアモンド粉末を27容量%と、鉄粉末が95.7
重量%とアモルフアスカーボン粉末が4.3重量%
との割合にて混合した鉄アモルフアスカーボン混
合粉末を73容量%と、の割合にて混合したダイア
モンド鉄アモルフアスカーボン混合粉末を焼結用
原料とした。其の焼結用原料に使用したアモルフ
アスカーボン粉末はフエノール樹脂を加熱分解し
て生成したアモルフアスカーボン粉末を使用し
た。斯様に配合した焼結用原料を用いて行う焼結
作業は実施例5の場合と同じ態様にて行つた。焼
結作業を終えて得られた粗製砥石における砥石部
においては鉄粉末にアモルフアスカーボン粉末と
の混合した鉄アモルフアスカーボン混合粉末が鉄
アモルフアスカーボン複合焼結組織を形成してい
て其の鉄アモルフアスカーボン複合焼結組織が
個々のダイアモンド砥粒に焼結してダイアモンド
鉄アモルフアスカーボン複合焼結体を構成し、其
のダイアモンド鉄アモルフアスカーボン複合焼結
体が砥石基体である鉄基体に焼結した粗製ダイア
モンド砥石であつた。次いで、其の粗製ダイアモ
ンド砥石を所要の形状と精度とに仕上げ加工を施
してダイアモンド砥石を完成した。
Example 3 27% by volume of diamond powder and 95.7% by volume of iron powder
wt% and amorphous ascarbon powder is 4.3wt%
The raw material for sintering was a diamond iron amorphous carbon mixed powder mixed with 73% by volume of an iron amorphous carbon mixed powder mixed in a ratio of . The amorphous carbon powder used as the raw material for sintering was an amorphous carbon powder produced by thermally decomposing a phenolic resin. The sintering operation using the sintering raw materials blended in this manner was carried out in the same manner as in Example 5. In the grinding wheel part of the crude grindstone obtained after the sintering process, the iron amorphous carbon mixed powder, which is a mixture of iron powder and amorphous carbon powder, forms an iron amorphous carbon composite sintered structure. The amorphous amorphous carbon composite sintered structure is sintered into individual diamond abrasive grains to form a diamond iron amorphous carbon composite sintered body, and the diamond iron amorphous carbon composite sintered body is sintered into an iron base that is a grinding wheel base. It was a crude sintered diamond whetstone. Next, the rough diamond whetstone was finished to the desired shape and accuracy to complete the diamond whetstone.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に説明したように、本発明のダイアモンド
砥石の製造法で製造したダイアモンド砥石は本発
明のメタルボンド材である鉄アモルフアスカーボ
ン複合焼結組織が個々のダイアモンド砥粒に強く
焼結すると共に機械的強度の高い鉄アモルフアス
カーボン複合焼結組織が個々のダイアモンド砥粒
を強く把持して其のダイアモンド砥粒の脱落を防
止し、更に其の鉄アモルフアスカーボン複合焼結
組織が高い耐熱性をも有していて、ダイアモンド
砥粒に対する強い把持力と高い破壊靭性と高い耐
熱性とをバランスよく有している効果を備えてい
るダイアモンド砥石であると同時に斯様なダイア
モンド砥石の製造に当つてメタルボンド材として
使用する鉄アモルフアスカーボン混合粉末が安い
価格にて得られる効果をも備えているダイアモン
ド砥石である。
As explained above, the diamond whetstone manufactured by the diamond whetstone manufacturing method of the present invention has an iron amorphous carbon composite sintered structure, which is the metal bond material of the present invention, which is strongly sintered to the individual diamond abrasive grains and is machined. The iron amorphous carbon composite sintered structure, which has high physical strength, strongly grips individual diamond abrasive grains and prevents them from falling off. Furthermore, the iron amorphous carbon composite sintered structure has high heat resistance. It is a diamond whetstone that has a strong grip on diamond abrasive grains, high fracture toughness, and high heat resistance in a well-balanced manner. This diamond whetstone also has the advantage of being made of iron amorphous carbon mixed powder used as a metal bonding material at a low price.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ダイアモンド粉末を20容量%乃至30容量%
と、鉄粉末が96.5重量%乃至94.5重量%とアモル
フアスカーボン粉末が3.5重量%乃至5.5重量%と
の割合範囲内より選定した割合にて混合した鉄ア
モルフアスカーボン混合粉末を80容量%乃至70容
量%と、の割合範囲内より選定した割合にて混合
したダイアモンド鉄アモルフアスカーボン混合粉
末を焼結用原料とし、斯様に調合した焼結用原料
を砥石形成用金型の中に充填し、其の充填した焼
結用原料を300Kg/cm2乃至1000Kg/cm2の範囲内よ
り選定した焼結圧力にて加圧すると共に800℃乃
至1000℃の範囲内より選定した焼結温度にて加熱
して生成した焼結体であつて、個々のダイアモン
ド砥粒の間の間隙に、鉄粒子の多数個とアモルフ
アスカーボン粒子の多数個とが混合した粒子混合
集合体が固相焼結して生成した鉄アモルフアスカ
ーボン複合焼結組織が充塞していて、其の鉄アモ
ルフアスカーボン複合焼結組織が個々のダイアモ
ンド砥粒に焼結して構成している複合焼結組織体
を特徴とするダイアモンド砥石。 2 ダイアモンド粉末を20容量%乃至30容量%
と、鉄粉末が96.5重量%乃至94.5重量%とアモル
フアスカーボン粉末が3.5重量%乃至5.5重量%と
の割合範囲内より選定した割合にて混合した鉄ア
モルフアスカーボン混合粉末を80容量%乃至70容
量%と、の割合範囲内より選定した割合にて混合
したダイアモンド鉄アモルフアスカーボン混合粉
末を焼結用原料とし、斯様に調合した焼結用原料
を砥石形成用金型の中に充填し、其の充填した焼
結用原料を300Kg/cm2乃至1000Kg/cm2の範囲内よ
り選定した焼結圧力にて加圧すると共に800℃乃
至1000℃の範囲内より選定した焼結温度にて加熱
して焼結作業を行い、其の焼結作業において鉄粒
子の多数個とアモルフアスカーボン粒子の多数個
とが混合した粒子混合集合体において鉄粒子の多
数個とアモルフアスカーボン粒子の多数個とが固
相焼結を行つて鉄アモルフアスカーボン複合焼結
組織を生成すると同時に其の生成した鉄アモルフ
アスカーボン複合焼結組織が個々のダイアモンド
砥粒に焼結して複合焼結組織体を生成することを
特徴とするダイアモンド砥石の製造法。
[Claims] 1. 20% to 30% by volume of diamond powder
and 80% to 70% by volume of iron amorphous carbon mixed powder mixed in a ratio selected from within the ratio range of 96.5% to 94.5% by weight of iron powder and 3.5% to 5.5% by weight of amorphous carbon powder. Diamond iron amorphous carbon mixed powder mixed in a ratio selected from within the range of volume% and , is used as a raw material for sintering, and the raw material for sintering prepared in this way is filled into a mold for forming a grindstone. The filled raw material for sintering is pressurized at a sintering pressure selected from the range of 300Kg/cm 2 to 1000Kg/cm 2 and heated at a sintering temperature selected from the range of 800℃ to 1000℃. This is a sintered body produced by solid-phase sintering, in which a mixed aggregate of many iron particles and many amorphous carbon particles is solid-phase sintered in the gaps between individual diamond abrasive grains. The composite sintered structure is filled with the generated iron amorphous carbon composite sintered structure, and the iron amorphous carbon composite sintered structure is sintered into individual diamond abrasive grains. diamond whetstone. 2 Diamond powder 20% to 30% by volume
and 80% to 70% by volume of iron amorphous carbon mixed powder mixed in a ratio selected from within the ratio range of 96.5% to 94.5% by weight of iron powder and 3.5% to 5.5% by weight of amorphous carbon powder. Diamond iron amorphous carbon mixed powder mixed in a ratio selected from within the range of volume% and , is used as a raw material for sintering, and the raw material for sintering prepared in this way is filled into a mold for forming a grindstone. The filled raw material for sintering is pressurized at a sintering pressure selected from the range of 300Kg/cm 2 to 1000Kg/cm 2 and heated at a sintering temperature selected from the range of 800℃ to 1000℃. In the sintering process, a large number of iron particles and a large number of amorphous carbon particles are mixed in a mixed particle aggregate in which a large number of iron particles and a large number of amorphous carbon particles are mixed. performs solid phase sintering to produce an iron amorphous carbon composite sintered structure, and at the same time, the produced iron amorphous carbon composite sintered structure is sintered into individual diamond abrasive grains to produce a composite sintered structure. A method for manufacturing a diamond whetstone, which is characterized by:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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